"PCI-E协议(中文版)"
PCI-E(Peripheral Component Interconnect Express)协议是一种高速接口标准,用于电脑内部设备之间的数据传输,如显卡、网卡、硬盘等。该协议由Intel公司最初提出并命名为3GIO,后来在PCI-SIG(PCI特殊兴趣组织)推动下发展为“PCI Express”,成为了现代计算机系统中的主流总线技术。
一、PCI标准的发展历史
PCI(Peripheral Component Interconnect)始于1991年,由Intel推出,旨在提高系统性能,替代ISA和VESA本地总线。PCI标准经历了多个版本的演进,其中PCI 2.0在1993年发布,提供了比ISA和VL-Bus更高的带宽和更低的延迟,奠定了其在个人电脑领域的重要地位。
二、PCIExpress总线的提出
随着技术的进步,PCI总线的带宽逐渐无法满足高性能设备的需求,于是Intel提出了PCI Express技术。PCI-E采用了串行通信方式,相比传统的并行PCI,它能提供更高的数据传输速率和更低的功耗。
三、PCIExpress技术优势
1. 高速:PCI-E采用点对点连接,每个通道(lane)可以达到2.5Gbps、5Gbps、8Gbps甚至更高,根据通道数量(x1, x2, x4, x8, x16)提供不同带宽。
2. 低延迟:PCI-E的数据传输是双向的,并且有独立的发送和接收路径,减少了等待时间。
3. 低功耗:由于串行通信方式,信号处理更简单,降低了功耗。
4. 可扩展性:PCI-E支持多层级的总线结构,易于扩展到更多的设备和更复杂的系统。
5. 支持热插拔和即插即用功能,增强了系统的灵活性。
四、PCIExpress总线的结构
1. 物理层(Physical Layer):负责信号传输,包括电压摆幅、信号编码和解码等。
2. 数据链路层(Link Layer):管理通道的连接和断开,负责错误检测和校正。
3. 处理层(Transaction Layer):转换PCI-E总线上的事务包到系统总线上的内存或I/O请求。
4. 软件层(Software Layer):提供了驱动程序和操作系统接口,使得设备可以被系统识别和管理。
五、物理结构
PCI-E接口有多种规格,如全长的PCI-E x16用于高端显卡,短插槽的PCI-E x1用于网卡、声卡等。物理设计包括金手指、插槽等,确保了电气特性和机械稳定性。
总结,PCI-E协议以其高速、低延迟、低功耗和高可扩展性,成为了现代计算机系统不可或缺的一部分。随着技术进步,PCI-E标准也在不断升级,如PCI-E 4.0和5.0,继续推动着计算机硬件性能的提升。